安徽省安庆市2019-2020高二物理上学期期末试题（Word版含答案）

安庆市 2019－2020 学年度第一学期期末教学质量监测 高二物理试题 注意事项：1.本试卷考察内容为选修 3—1，含《电场》、《恒定电流》、《磁场》三章。 2.试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。全卷满分 100 分,考试时间 90 分钟。3.试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分，请务必在“答题卷”上答题，在“试 题卷”上答题无效。 第Ⅰ卷（选择题，共 40 分） 一、选择题（本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1—6 题只有一项符合要求，第 7—10 题有多项符合要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分） 1.我们研究电场的时候，常常引入试探电荷，下列物理量中，哪个与试探电荷无关 A.电场强度 B.电势能 C.静电力对试探电荷所做的功 D.试探电荷仅受电场力作用时产生的加速度 2.无限长通电直导线 PQ 与通电矩形导线框 abcd 固定在同一平面内，导线和线框的电流方向 如图所示，线框 ab 边与直导线 PQ 平行。关于通电直导线 PQ 对通电线框 abcd 的作用，下 列判断正确的是 A．线框 ad、bc 边不受安培力作用 B．线框 cd 边所受安培力的方向垂直 PQ 向左 C．线框所受安培力的合力方向垂直 PQ 向左 D．线框有两个边所受安培力的方向相同 第 2 题图 3.如图所示，等量同种正点电荷固定在同一直线上的 M、N 两点，a、b、c、d 为正方形的四个 顶点，ab 平行于 MN，f 为 MN 的中点，e、f、g、h 分别为正方形各边的中点，取无限远处电 势为零，下列说法正确的是 A．f 点电势为零 B．f 点电场强度不为零 C．e、g 两点电势相等 D．把另一点电荷+q 由 b 点沿直线移到 c 点，电场力一直不做功 第 3 题图 4．一匀强电场的方向竖直向下， 时刻，一重力不计的带正电粒子以一定初速度水平射 入该电场中， 时刻该带电粒子的动能为Ek，则Ek–t 关系图象可表示为 0=t t5.如图所示的电路中，在开关 S 闭合的状态下，有一带电油滴静止在电容器两极板中间，下 列有 关判断正确的是 A.保持开关闭合，增大电容器两极板间的距离的过程中，油滴仍将保持静止 B.保持开关闭合，将滑动变阻器的滑动触片向下移动，油滴将向 下运动 C.断开开关 S 后，油滴仍将保持静止 D.断开开关 S 后,电阻 R2 上始终没有电流通过 6.如图所示，在竖直平面 xoy 内，固定一半径为 R 的光滑绝缘的圆形轨道，圆心在 O 点，第 四 象限（含 x、y 轴）内有水平向右的匀强电场，一质量为 m，带电荷 量为+q 的小球，从图中 A 点静止释放，沿圆弧内侧轨道运动，第一 次恰能通过圆弧轨道的最高点，已知重力加速度为 g，则匀强电场的 电场强度大小为 A. B. C. D. 7.关于磁场中某处磁感应强度的方向，下列说法中正确的是 A．与该处通电电流元所受安培力的方向相同 B．与该处小磁针静止时 N 极的指向相同 C．与该处小磁针静止时 S 极的指向相同 D．与该处小磁针 N 极的受力方向相同 8.如图所示，电源的电动势 E=12V，内阻 r=2Ω,直流电动机额定功率为 6W,额定电压为 3V， 内 阻 R0=0.5Ω,调节滑动变阻器 R，使电动机刚好正常工作，则此时滑动变阻器 通以电流部分的阻值 R 和电动机的输出功率 P 分别为 A．R=2.5Ω B. R=3.5Ω C. P=2W D. P=4W 9.如图所示，正三角形 abc 区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，一重力不计的带电粒子从顶 点 a 沿与 ac 边成 θ 角的方向射入匀强磁场后从 ac 边上的某点射出磁场。 q mg q mg 2 3 q mg2 q mg 2 5 第 6 题图 第 5 题图 第 8 题图下列说法正确的是 A．粒子带负电 B．若仅减小入射角度θ，粒子在磁场中运动时间不变 C．若仅减小粒子的入射速率，粒子在磁场中运动时间不变 D．若仅减小磁场的磁感应强度，粒子在磁场中运动时间不变 10．磁流体发电机的原理如图所示，现持续将一束速度为 v 的等离子体（即高温下电离的气体， 含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性）垂直于磁场方向喷入磁感应强度为 B 的 匀强磁场中，在相距为 d、宽为 a、长为 b 的两平行金属板 A、B 间便产生电压。如果把 上、下板和一电流表及阻值为 R 电阻连接，上、下板就是一个直流电源的两极。稳定时 电流表的示数为 I，等离子体在两板间可认为均匀分布， 忽略边缘效应，不计等离子体的重力和电流表的内阻， 下列判断正确的是 A．B 板相当于电源的负极 B．A、B 板两端的电压 U=Bdv C．两板间等离子体的电阻率 D．若增大 A、B 两板间的距离，电流表的示数可能不变 第Ⅱ卷（非选择题，共 60 分） 二、实验题(本题共 8 个空，每空 2 分，共 16 分) 11. （1）读出下图中游标卡尺和螺旋测微器的读数，游标卡尺的读数为_________mm.；螺旋 测 微器的读数为_________mm. （2）如图所示，a、b、c、d、e 是滑动变阻器上间距相同的五个位置（a、e 为滑动变阻器的 两 个端点），某实验小组将滑动变阻器的滑片 P 分别置于 a、b、c、d、x、e（x 是 d、e 间 某 一位置）进行测量，把相应的电流表示数记录在下表中，经分析， )( d R I Bvab −=ρ 第 9 题图 第 10 题图 第 11（1）题图 发现滑动变阻器 de 间发生了断路。 根据电路有关知识推断，滑片 P 位于 X 处的电流表示数的可能值为 A．0.28A B．0.48A C．0.58A D．0.78A 12.用图示电路测量一节蓄电池的电动势和内阻（电动势约为 2V,内阻很小），为防止滑动变阻 器 电阻过小导致电流过大而损坏器材，电路中用了一个保护电阻 R0,除 蓄电池、滑动变阻器、开关、导线外，可供使用的器材还有： A.电流表 A1（量程 0.6A，内阻很小） B.电流表 A2（量程 3A，内阻很小） C.电压表（量程 3V，内阻很大） D.定值电阻（阻值 1Ω，额定功率 5W） E.定值电阻（阻值 10Ω，额定功率 10W） （1）实验中电流表应选取 ，保护电阻应选取 （填器材前面的选项如 A、B、C、D、E） （2）某同学选用器材进行了实验，他调整滑动变阻器共测得了 5 组电流、电压的数据，如下表。请在图中做出电源的路 端电压 U 随电流 I 变化的图象。 电流表读数 I/A 1.72 1.35 0.98 0.63 0.34 电 压 表 读 数 U/V 0.16 0.57 0.95 1.35 1.65 （3）结合图象求出蓄电池的电动势为 V，内阻为 Ω。（结果保留二位有效数字） 三、计算题(本题共 4 小题，共 44 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13．(8 分)如图所示，倾角 θ=37°的光滑绝缘斜面固定在竖直向下的匀强电场中,一带电质点从 斜面顶端静止释放后，沿斜面做匀加速直线运动，加速度大小 a=9m/s2，已知斜面长 L=5m，带电质点的质量 m=0.2kg，电荷量 q=1.0×10-2c，重力加速度 g=10m/s2，sin37°＝ P 的位置 a b c d x e 电流表读数（A） 1.20 0.60 0.40 0.30 1.20 第 11（2）题图 第 12 题图0.6， cos 37°＝0.8.求： （1）电场强度的大小； （2）带电质点从斜面顶端滑到底端的过程中电势能的改变量。 14.(10 分)如图所示，光滑四分之一圆弧轨道 ab、cd 的宽度 L=0.4m，a、c、o1、o2 在同一水平 面 内，空间存在竖直方向的匀强磁场，一质量 m=0.1kg 的直导体棒通 电后，可静止于轨道上的 ef 处，已知导体棒中电流 ，方向 由 e 到 f，ef 与 ac 平行且两者之间的高度差为圆弧半径的一半，重力 加速度 g=10m/s2，试求匀强磁场磁感应强度的大小和方向。 15.(11 分)如图所示，A、B 是竖直固定的平行金属板，板长为 L，间距为 d，板间有水平向右 的匀强电场，不计边缘效应。一带正电的粒子，质量为 m，电荷量为 q，经 电压为 U 的电场加速后，从靠近 A 板处竖直向下进入匀强电场并从下方离 开板间电场，不计粒子的重力和空气阻力，求： （1）粒子在 A、B 板间运动的时间； （2）若使粒子在板间电场中偏离量最大，则板间电场的电场强度是多少? 16. (15 分)如图所示，在 xoy 平面第一、二象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，一带电粒 子 从 y 轴上的 M（0，-3a）点沿 MP 方向射入第四象限，速度大小 为 v，MP 与 y 轴正向夹角 θ=300，一段时间后粒子从 x 轴上 P 点 射入磁场，经磁场偏转从 x 轴上某点射出磁场后又恰好能运动 到 M 点。已知带电粒子的质量为 m，所带电荷量为 q，不计带 电粒子的重力。 （1）求匀强磁场磁感应强度 B 的大小； AI 3= 第 13 题图 第 14 题图 第 15 题图第 16 题图（2）求粒子从 M 点射入第四象限到返回 M 点所经历的时间； （3）若粒子从 x 轴上某点射出磁场时立即在 x 轴下方再加一垂直于纸面向里的匀强磁场， 为使粒子能再经过 P 点，试求 x 轴下方所加磁场的磁感应强度大小 应满足的条件。 安庆市 2019－2020 学年度第一学期期末教学质量监测 高二物理试题参考答案及评分标准 一、选择题（每题 4 分，共 40 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A C C D B B BD AD A C AC 二、实验题（每空 2 分，共 16 分） 11．（6 分）（1） 11.4 ； 0.920 （0.919-0.921 均给分） （2） AD 12.（10 分）（1） B ； D （2）图象如右图： （3） 2.0 （1.9-2.1 均给分） ； 0.087 （0.082-0.120 均给分） 13. （8 分）解：（1）对质点进行受力分析,根据牛顿第二定律得 .......................... 2 分 B′ 解得 ...................... 2 分 （2）电场力做功为 ................................ 2 分 质点从斜面顶端滑到底端的过程中电势能减少了 3J............... 2 分 14. （10 分）解析： 为使导体棒能静止，所受安培力应水平向左，故磁感应强度 B 的方向竖直向下...........2 分 受力如图示，由几何关系易知，图中θ=300，由平衡条件得： ...............2 分 ...............2 分 又有： ...............2 分 联立解得： ........ 2 分 匀强磁场磁感应强度 B 的大小为 2.5T，方向竖直向下。 15. （11 分）解：（1）粒子加速，根据动能定理得 ................................ 2 分 解得 ................................ 1 分 粒子在竖直方向做匀速运动 ................................ 2 分 （2）粒子在板间电场中偏离量最大时 x=d....................... 1 分 ................................ 1 分 水平位移 ................................ 2 分 解得板间电场的电场强度大小是 ................................ 2 分 16.（15 分）解析： （1）设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r，由向心力公式得： mgFN =⋅ θsin 安FFN =⋅ θcos BILF =安 TIL mgB 5.2tan == θ 2mv2 1qU =............... 1 分 由几何关系知：图中 ； ........ 2 分 联立两式解得： ............... 1 分 （2）由几何关系知： 粒子在磁场中运动圆弧所对的圆心角 ； ............. 1 分 粒子从 M 点射入第四象限到返回 M 点经过的路程为 .............................. 2 分 故粒子从 M 点射入第四象限到返回 M 点所经历的时间 t 为： ....................................... 2 分 （3）粒子从图中 Q 点射入 x 轴下方磁场 后又从 P1 点射入 x 轴上方磁场，由几何知识可知： ，设 QP1=d，经分析可知，若满足 （n=1、2、3 ……）, 粒 子便能回到 P 点，即应满足： ........... 2 分 设粒子在 磁场中做匀速圆周运动的半径为 ，由向心力公式得： ..................... 1 分 由图中几何关系知： ............. 1 分 联立以上两式解得： （n=1、2、3 ……） ............... 2 分 r vmqvB 2 = aOP 3= aOPr 2cos == θ qa mvB 2 = 3 4πϕ = aaMP 32cos 3 == θ )332(3 42 +=+⋅= πϕ aMPrs )332(3 4 +== π v a v st B′ a322OPPQ == n PQPQd =− n anPQn nd )1(321 +=+= B′ r′ r vmBqv ′=′ 2 n an d r )1(2 cos 2 +==′ θ qan nmvB )1(2 +=′